變電站綜合自動化系統(tǒng)遙信誤報抗干擾措施研究

柏延平，沈軍云，傅雅珠，張文科

（國網(wǎng)甘肅省電力公司臨夏供電公司，甘肅 臨夏 731100）

0 引 言

變電站綜合自動化系統(tǒng)等二次設(shè)備就地安裝靠近高壓開關(guān)柜，會受到運行時的一次設(shè)備產(chǎn)生的強電磁干擾。這些干擾源可以通過不同的途徑作用到變電站綜合自動化系統(tǒng)等二次設(shè)備，從而耦合產(chǎn)生垃圾冗余信息，造成遠動等設(shè)備通信單元死機，影響運維檢修人員和調(diào)度人員的正常工作。嚴重時，甚至會引起繼電保護裝置誤動，造成一系列不良影響。因此，對于變電站受電磁干擾強的廠站，需增加抗干擾措施實施的成本，以確保變電站能夠安全穩(wěn)定運行[1]。

變電站遙信的誤報和繼電保護裝置的誤動，嚴重影響電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的運行、維護和管理。項目內(nèi)容包括針對變電站綜合自動化系統(tǒng)遙信誤動誤報進行現(xiàn)場測量，對錄波、通訊設(shè)備和電源的電磁兼容問題進行模擬試驗，并提出符合實際的解決方案[2]。根據(jù)測量結(jié)果，結(jié)合實際情況，采取一系列措施如對遙信誤報嚴重的變電站清潔更換觸點，采用磁環(huán)抑制干擾，在主站端進行信息分流、分層、分類、分級及合理化設(shè)計等，以減少誘發(fā)遙信誤報的途徑[3]。

1 遙信誤報原因及主要技術(shù)措施

1.1 遙信誤報原因

對于開關(guān)刀閘位置、繼電保護動作情況等遙信信號問題，運行維護調(diào)度自動化系統(tǒng)、調(diào)度管理EMS系統(tǒng)，都對其有著較大影響[4]。

（1）在經(jīng)常性的遙信誤報工作情況下，運行調(diào)度人員會有極大的精神負擔，導致其在事故發(fā)生時不能很好地處理事故、恢復(fù)正常供電。一些情況下，值班人員會判斷錯誤，不能準確了解刀閘、開關(guān)等狀態(tài)量的實際情況，致使處理事故措施失誤，造成不好的影響。

（2）長時間的干擾造成遙信信息不準確，易使調(diào)度運行人員消極怠工，降低警惕性，從而使現(xiàn)場工作人員失去工作熱情，進而影響綜合自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，增大發(fā)生事故的人為因素。

（3）長時間的干擾、頻繁誤報的遙信信息及垃圾冗余信息上傳至調(diào)度主站等，造成垃圾冗余變位。冗余信息大量占用計算機資源，增加了處理時間，且浪費人力、物力，增加了遙信信息檢索的困難度。

因此，要盡可能減少遙信信息誤報，降低繼電保護誤動，正確反映實際運行情況。此外，要及時處理垃圾冗余信息，消除干擾源。

針對以上情況，變電站綜合自動化系統(tǒng)遙信誤報原因可總結(jié)如下：①開關(guān)、繼電器和遙信端子箱觸點接觸不良造成虛接，信號斷斷續(xù)續(xù)，或遙信電源、遙信板故障；②在電磁干擾環(huán)境下，傳輸通道通信故障；③遠動RTU設(shè)備失電，出現(xiàn)誤碼；④數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)錯誤等人為原因；⑤多廠家保護設(shè)備和遠動設(shè)備之間軟件不匹配，造成遙信異常；⑥殺毒軟件安裝或使用不當，造成通信故障；⑦遠動裝置本身或調(diào)度端采集處理軟件存在異常情況。

1.2 主要技術(shù)措施

變電站內(nèi)的高壓設(shè)備易對遙信回路產(chǎn)生電磁干擾，且電磁干擾的頻帶很寬（幾十千赫茲至幾百兆赫茲），嚴重影響對調(diào)度自動化系統(tǒng)的運行維護、電網(wǎng)調(diào)度管理。

目前，對變電站遙信電纜上的干擾，可以采用濾波器進行濾波。但是，濾波裝置復(fù)雜，抑制電磁干擾的頻帶較窄，抑制效果與源阻抗、負載阻抗有關(guān)，且需要斷電安裝，影響設(shè)備的正常使用[5]?；蛘咄ㄟ^施工工藝進行有效隔離，在二次布線時將遙信電纜與強電電纜隔離；或者采用屏蔽、接地等措施，但施工量大、裝置復(fù)雜、費用較高，且需要斷電改造[6]。針對遙信誤報的原因，建議采取綜合治理方案。

（1）通過調(diào)研和技術(shù)人員反映獲知，部分刀閘在實際運行一段時間后，隨著觸點老化和接觸不良情況的發(fā)生，會造成觸點機械傳動接觸出現(xiàn)間斷性間隙，從而遙信對位不準。開關(guān)動作時的振動有可能造成輔助觸點接觸不良或不對位，而輔助觸點表面的氧化也會造成接觸不良，使其在接觸過程中可能時斷時通。保護信號繼電器線圈通電后，上述過程的機械間隙將形成通電接點的短暫抖動情況，現(xiàn)場用RTU靈敏度較高，觸點的分合信息即在主站反映的一連串變位信號。因此，針對輔助觸點引起的遙信誤報，可采取對觸點進行清潔或者更換觸點的措施。

（2）從現(xiàn)場測試情況看，在有些遙信回路中存在一些高頻干擾。該干擾超過遙信的閾值后，可能引起遙信誤報。因此，針對遙信電纜中存在的高頻電磁干擾，可采取加裝高磁導率磁環(huán)的方法進行抑制。磁環(huán)可以在線安裝，不需要對設(shè)備進行斷電，不影響設(shè)備的正常工作。

（3）在調(diào)度中心了解到，后臺信息量很大，有一些是無用的遙信信息，且遙信信息內(nèi)容不同，缺乏相應(yīng)的分類處理。因此，可針對變電站遙信誤發(fā)在主站端采取措施，減少綜合自動化系統(tǒng)發(fā)生遙信信息誤報的途徑。

2 復(fù)合高導磁體抑制干擾措施

目前，供電公司變電站遙信出現(xiàn)誤報問題比較嚴重。針對治理遙信回路干擾存在的問題，本文提出了一種應(yīng)用于遙信回路的在線寬頻帶差共模干擾抑制方法。該方法將不同磁導率的高導磁體組成的復(fù)合高導磁體組合安裝在遙信電纜進入測控柜的芯線上，從而抑制遙信回路存在的差共模干擾，降低遙信誤報率。預(yù)計申報的實用新型屬于變電站抗電磁干擾措施，具體涉及針對遙信誤報采用復(fù)合高導磁體抑制遙信電纜上的高頻差共模干擾。

所用復(fù)合高導磁體由不同磁導率的高導磁體組成。高導磁體為高磁導率材料，可以吸收遙信電纜中寬頻帶的電磁干擾，特點是單個高導磁體為中空圓柱體，外部為固定外殼。通過固定外殼將不同高導磁體粘接在一起，使其成為一個同軸結(jié)構(gòu)。將兩組復(fù)合高導磁體分別安裝在遙信電纜單根或雙根芯線上，可同時抑制電纜中的差共模干擾。與其他措施相比，電纜加裝復(fù)合高導磁體，具有抑制干擾頻帶寬、經(jīng)濟、方便、不斷電、可同時抑制差共模干擾等優(yōu)點，可有效抑制由于高頻電磁干擾引起的遙信誤報現(xiàn)象。圖1為復(fù)合高導磁體安裝示意圖。它將不同磁導率的高導磁體組成的復(fù)合高導磁體組合安裝在遙信電纜進入測控柜的芯線上，從而抑制遙信回路中存在的差共模干擾，降低遙信誤報率。

3 主要創(chuàng)新點及實施方案前后對比

3.1 主要創(chuàng)新點

本文實現(xiàn)對變電站綜合自動化系統(tǒng)遙信誤報誤動試驗裝置的研發(fā)，有助于及時掌握變電站綜合自動化系統(tǒng)和調(diào)度自動化系統(tǒng)的運行狀態(tài)、健康狀況，實現(xiàn)變電站遙信的狀態(tài)檢測。本文介紹一種變電站綜合自動化系統(tǒng)遙信誤報誤動的試驗裝置，其安裝在遙信電纜中進入測控柜的芯線上。試驗裝置包括至少兩組復(fù)合高導磁組件，每組復(fù)合高導磁組件都包括絕緣固定外殼和多個固定安裝在絕緣固定外殼中且導磁率互不相同的高導磁體。多個高導磁體沿芯線的軸向同軸排布，每個高導磁體都呈中空的圓柱體狀，中間設(shè)有容芯線穿過的通孔，以固定外殼的兩端于芯線。通過將多個不同導磁率的高導磁體同軸連接在一起組成復(fù)合高導磁組件，以有效抑制遙信電纜中高頻電磁干擾，同時有效抑制差共模干擾，盡可能減少和抑制遙信的誤報和漏報，避免出現(xiàn)信號抖動現(xiàn)象，保證調(diào)度自動化系統(tǒng)和電網(wǎng)調(diào)度管理系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行。

（1）針對變電站綜合自動化系統(tǒng)遙信誤動誤報發(fā)生的誤報信號的裝置電氣量、裝置所在區(qū)域的空間電磁環(huán)境，為綜自系統(tǒng)采取相應(yīng)的預(yù)防措施提供技術(shù)依據(jù)；

（2）對錄波、通訊設(shè)備和電源的電磁兼容問題進行模擬試驗，探索抑制干擾的工程技術(shù)措施，同時結(jié)合相應(yīng)的軟件算法，提升現(xiàn)有測控裝置的抗擾度；

（3）根據(jù)對測量數(shù)據(jù)、模擬實驗和仿真結(jié)果的分析總結(jié)，制定符合本單位實際情況的變電站綜自系統(tǒng)遙信誤報的解決方案。

3.2 實施方案的前后對比

針對現(xiàn)場測試的情況，初步認定干擾來源發(fā)生在各站的測控裝置上。于是，提出了一些防護措施：

（1）接地方面要避免虛接，保證與地網(wǎng)接觸良好；

（2）針對線路上的干擾，采取濾波、并電容、加裝磁環(huán)等措施；

（3）針對井坪站設(shè)計結(jié)構(gòu)上的問題，采取屏蔽措施；

（4）電源的紋波如果較嚴重，需要考慮濾波；

（5）通信方面，由于用的較多的是光設(shè)備，影響不大，干擾可能發(fā)生在對終端的干擾上；

（6）網(wǎng)線與其他強電電纜都鋪設(shè)在電纜溝中，會影響網(wǎng)線，可加裝屏蔽或換用屏蔽網(wǎng)線；

（7）針對各站出現(xiàn)的情況，建議檢查全部電纜接地，重新接地；

（8）檢查二次系統(tǒng)接線，防止接線錯誤導致誤報；

（9）管理方面的因素，如檢修是否及時、惡劣的環(huán)境是否造成出頭接觸不良等；

（10）軟件方面，需判定整定閾值是否合適。

除采取上述任何措施外，還需要開展全面測試和檢查，主要包括自動化裝置信號接線、接地、繼電器觸點、控制與保護軟件等，對提高設(shè)備運行可靠性、降低運行維護費用等意義重大。復(fù)合高導磁體抑制電磁干擾技術(shù)的應(yīng)用，對提高檢修人員設(shè)備檢修能力，制定相應(yīng)的保護策略和改進措施，避免大停電事故的發(fā)生，具有重要價值，能產(chǎn)生廣泛的社會效益。

4 結(jié) 論

根據(jù)現(xiàn)場測量結(jié)果，結(jié)合實際情況，采取一系列措施如對遙信誤報嚴重的變電站清潔更換觸點，采用磁環(huán)抑制干擾，在主站端進行信息合理分流、分層設(shè)置，根據(jù)遙信量的重要程度適當分類，根據(jù)遙信量的不同特點適當分級，添加延時、屏蔽等常規(guī)實驗信息的功能，電流、電壓盡采用遙測越限告警等，減少誘發(fā)遙信誤報的途徑。通過統(tǒng)計各站綜合自動化系統(tǒng)后臺報文情況，發(fā)現(xiàn)采取各項措施后，遙信誤報率大大降低。本文研究方案的實施，不僅能有效降低遙信誤動的概率，保證電力系統(tǒng)自動化信息的準確、可靠以及電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，還可為變電站綜合自動化系統(tǒng)遙信誤報現(xiàn)象提供治理方案和參考意見，帶來可觀的企業(yè)經(jīng)濟效益、行業(yè)效益和社會效益。

參考文獻：

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